2.14: Agua - Alta Capacidad de Calor
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- Explicar la importancia biológica del alto calor específico del agua
Alta capacidad calorífica del agua
La capacidad de una molécula para absorber energía térmica se denomina capacidad calorífica, la cual puede calcularse mediante la ecuación que se muestra en la figura. La alta capacidad calorífica del agua es una propiedad causada por los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Cuando se absorbe el calor, los enlaces de hidrógeno se rompen y las moléculas de agua pueden moverse libremente. Cuando la temperatura del agua disminuye, los enlaces de hidrógeno se forman y liberan una cantidad considerable de energía. El agua tiene la mayor capacidad calorífica específica de cualquier líquido. El calor específico se define como la cantidad de calor que un gramo de una sustancia debe absorber o perder para cambiar su temperatura en un grado Celsius. Para el agua, esta cantidad es de una caloría, o 4.184 Julios. Como resultado, el agua tarda mucho en calentarse y mucho tiempo en enfriarse. De hecho, la capacidad calorífica específica del agua es aproximadamente cinco veces más que la de la arena. Esto explica por qué la tierra se enfría más rápido que el mar.
C=QΔT.C=QΔT.
La resistencia a los cambios bruscos de temperatura hace que el agua sea un hábitat excelente, permitiendo que los organismos sobrevivan sin experimentar amplias fluctuaciones de temperatura. Además, debido a que muchos organismos están compuestos principalmente por agua, la propiedad de alta capacidad calorífica permite temperaturas corporales internas altamente reguladas. Por ejemplo, la temperatura de tu cuerpo no baja drásticamente a la misma temperatura que la temperatura exterior mientras estás esquiando o jugando en la nieve. Debido a su alta capacidad calorífica, el agua es utilizada por animales de sangre caliente para dispersar el calor de manera más uniforme en sus cuerpos; actúa de manera similar al sistema de enfriamiento de un automóvil, transportando calor de lugares cálidos a lugares fríos, haciendo que el cuerpo mantenga una temperatura más uniforme.
Puntos Clave
- El agua tiene la mayor capacidad calorífica de todos los líquidos.
- Los océanos se enfrían más lentamente que la tierra debido a la alta capacidad calorífica del agua.
- Para cambiar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado Celsius, se necesitan 1.00 calorías.
Términos Clave
- capacidad calorífica: La capacidad de una sustancia para absorber energía térmica
- calor específico: la cantidad de calor, en calorías, necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado Celsius